DE3427967A1 - METHOD FOR REFINING PAPER AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD - Google Patents

Abstract

1. A method of refining paper in which a paper web is passed through at least one roll gap of a calender, in which a pressure is exerted on the paper web, the moisture content thereof being reduced to a final value, characterised in that the paper web is passed out of the roll gap or the last of the roll gaps with a moisture content which is above the final value of moisture content after which, to reduce the moisture content to the final value, it is subjected to a drying process by passing through a drying apparatus.

Description

_Eüropean Patent Attorneys _; : OJpHn₉. H. Hnk _European Patent Attorneys _; : OJpHn ₉ . H. Hnk

Dr. Imj.M.HeldDr. Imj.M. hero

* Zugelassene Vertreter* Approved Agents

Patentanwälte · Lange Straße 51 · D-7000 Stuttgart 1 2 beim Europäischen Patentamt Patent Attorneys · Lange Straße 51 · D-7000 Stuttgart 1 2 at the European Patent Office

.16. Juli 1984
Reg.-Nr. 126 796
Ref.: 3394.16. July 1984
Registration number. 126 796
Ref .: 3394

KÄMMERER GMBH., 45Π0 OsnabrückKÄMMERER GMBH., 45Π0 Osnabrück

Verfahren zum Veredeln von Papier und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensProcess for finishing paper and apparatus for carrying it out of the procedure

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Veredeln von Papier, bei dem eine Papierbahn durch wenigstens einen Walzenspalt, in dem auf sie ein Druck ausgeübt wird, hindurchgeführt und die Feuchtigkeit der Papierbahn auf einen Endwert vermindert wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for finishing paper, in which a paper web through at least one nip in to which a pressure is exerted, passed through and the moisture of the paper web is reduced to a final value. The invention also relates to a device for carrying out such a method.

Für eine Veredelung von Papier mit dem Ziel einer Verdichtung auf ein hohes spezifisches Gewicht ist nicht nur ein hoher Liniendruck im Kalander erforderlich, sondern auch eine starke Befeuchtung der Papierbahn vor der im Kalander erfolgenden Behandlung. Da die geforderte Endfeuchte, die das Papier nach dieser Behandlung haben soll, wesentlich geringer ist als der zuvor vorhandene Feuchtigkeitsgehalt, muß die Papierbahn im Kalander auch getrocknet werden. Vielfach begrenzt deshalb die verlangte Endfeuchte die Leistungsfähigkeit des Kalanders, d.h., die Durchlaufgeschwindigkeit der Papierbahn muß so gewählt werden, daß die Bahn beim Austritt aus dem Kalander die geforderte Endfeuchte hat, da im Hinblick auf die Trocknungskapazität des Kalanders dvv Trackenvorgang ,nicht intensiviert werden kann. Außerdem ist die Leistungsfähigkeit des Kalanders durch dijfc rhermischr 5randfMhiqkp.it der Papierwalzen begrenzt.To refine paper with the aim of compression to a high specific weight, not only a high line pressure in the calender is required, but also a high degree of moistening of the paper web before the treatment taking place in the calender. Since the required final moisture that the paper should have after this treatment is significantly lower than the previously existing moisture content, the paper web must also be dried in the calender. Therefore, the required final moisture often limits the performance of the calender, i.e. the throughput speed of the paper web must be selected so that the web has the required final moisture when exiting the calender, since the dvv tracking process cannot be intensified with regard to the drying capacity of the calender . In addition, the performance of the calender is limited by the dijfc rhermischr 5randfMhiqkp.it of the paper rolls.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Beschränkungen, die bisher durch den Kalander bedingt waren, überwunden werden können. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.The invention is based on the object of a method of To create the type mentioned above, with which the limitations that were previously caused by the calender, overcome can be. This object is achieved by a method with the features of claim 1.

Dadurch, daß die Bahn nach dem Durchlauf durch den Kalander einem Trocknungsprozeß unterworfen wird, kann der Feuchtigkeitsgehalt der Bahn am Ende der Druckbehandlung wesentlich über der verlangten Endfeuchte liegen. Dies bietet die Möglichkeit, entweder den Kalander mit einer höheren Arbeitsgeschwindigkeit zu fahren oder einen Kalander mit einer geringeren Walzenzahl einzusetzen. Im erstgenannten Fall erreicht man eine beträchtliche Steigerung der Kalanderkapazität, was in vielen Fällen den Einsatz eines oder mehrerer zusätzlicher Kalander erübrigt. Da außerdem die Investitionskosten der erforderlichen zusätzlichen Trocknungseinrichtung wesentlich geringer sind als eines zusätzlichen Kalanders, erhöht sich hierdurch die Wirtschaftlichkeit wesentlich. Außerdem verringern sich bei einer geringeren Kalanderanzahl auch die spezifischen Personalkosten deutlich. Ebenso vermindert der Einsatz eines Kalanders mit geringerer Walzenzahl, also beispielsweise eines konventionellen Superkalanders nachgeschalteter Trocknungseinrichtung die Investitonskosten deutlich gegenüber einem Verdichtungskalander gleicher Leistungsfähigkeit, den die Bahn mit der geforderten Endfeuchte verläßt.Because the web is subjected to a drying process after it has passed through the calender, the moisture content can of the web are significantly above the required final moisture content at the end of the pressure treatment. This offers the possibility either to run the calender with a higher working speed or a calender with a lower one Insert number of rollers. In the former case, a considerable increase in calender capacity is achieved, what in many cases the use of one or more additional calenders is unnecessary. In addition, since the investment costs of the required additional drying device are significantly less than an additional calender, increases as a result, the economic viability is essential. Also decrease With a lower number of calenders, the specific personnel costs are also significantly higher. Likewise, the decreases Use of a calender with a lower number of rollers, for example a conventional supercalender downstream Drying device the investment costs significantly compared to a compaction calender of the same performance, which the web leaves with the required final moisture content.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet aber noch weitere, wesentliche Vorteile. Bei einer Behandlung der Papierbahn in einem Verdichtungskalander lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren wegen der höheren Feuchte der Bahn in den letzten Walzenspalten, in denen der höchste Liniendruck herrscht, die für hochverdichtete technische Papiere relevanten Eigenschaften, also das Raumgewicht, die Glätte, die Porosität undThe method according to the invention offers further, essential ones Advantages. When the paper web is treated in a compaction calender, the inventive Process due to the higher moisture in the web in the last nips, in which the highest line pressure prevails, the properties relevant for high-density technical papers, i.e. density, smoothness, porosity and

und die Transparenz bedingten Eigenschaften, erheblich verbessern. and the transparency-related properties, greatly improve.

Bei einer Satinage von Druckpapier in einem Satinierkalander läßt sich bei gleicher Verdichtung des Papiers wegen der höheren Feuchte, bei der die Satinage beendet wird, eine wesentlich höhere Glätte der Papierbahn erzielen, als dies bei den bekannten Verfahren der Fall ist. Zwar wird die erzielte Glätte durch die Nachtrocknung etwas verringert, sie liegt jedoch auch nach der Nachtrocknung noch wesentlich über den bisher erreichten Werten für Naturpapier, so daß zumindest in einer Reihe von Anwendungsfällen das teurere, gestrichene Druckpapier durch das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren veredelte Naturpapier ersetzt werden kann. Man kann aber auch die höhere Glättwirkung, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht wird, zu einer Reduzierung des Liniendrucks nutzen, so daß bei einer gegenüber bekannten Verfahren gleichen Glätte eine deutlich geringere Verdichtung der Papierbahn während der Satinage erfolgt. Selbstverständlich lassen sich auch Zwischenwerte zwischen maximaler Glätte bei gleichbleibender Verdichtung einerseits und minimaler Verdichtung bei gleichbleibender Glätte andererseits beliebig wählen.When calendering printing paper in a calendering calender, with the same compression of the paper because of the higher humidity, at which the calendering is finished, a significantly achieve higher smoothness of the paper web than is the case with the known methods. True, that is scored Slightly reduced smoothness due to post-drying, but it is still significantly higher than before even after post-drying achieved values for natural paper, so that at least in a number of applications the more expensive, coated printing paper can be replaced by the natural paper finished by the process according to the invention. But you can also do that higher smoothing effect, which with the method according to the invention is achieved, use to reduce the line pressure, so that the same compared to known methods Smoothness there is a significantly lower compression of the paper web during calendering. Of course you can also intermediate values between maximum smoothness with constant compaction on the one hand and minimum compaction with On the other hand, with consistent smoothness, choose arbitrarily.

Schießlich bietet das erfindungsgemäße Verfahren auch Vorteile in Verbindung mit einer Behandlung der Papierbahn innerhalb einer Gruppe der Papiermaschine, also beispielsweise einem Inline-Kalander oder einem Glättwerk. Auch hier kann die Walzenzahl vermindert werden, wodurch beispielsweise das Aufführen der Bahn vereinfacht wird, oder aber eine höhere Glätte erreicht werden, als dies bisher beispielsweise mit einem Glättwerk möglich war, selbst wenn man berücksichtigt, daß der Nachtrocknungsprozeß die erreichte Glätte wieder etwas verringert. Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch eine Verminderung der Temperatur der Kalanderwalzen und/- oder des Liniendrucks zur Erhöhung der Standzeit der Papierwalzen. Finally, the method according to the invention also offers advantages in connection with a treatment of the paper web within a group of the paper machine, for example an inline calender or a calender. Here, too, the number of rollers can be reduced, thereby making it easier to perform, for example the web is simplified, or a higher smoothness can be achieved than previously, for example, with a calender was possible, even if one takes into account that the after-drying process again somewhat reduces the smoothness achieved. Finally, the method according to the invention also enables the temperature of the calender rolls and / - or line pressure to increase the service life of the paper rollers.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird v/ährend des Trocknungsprozesses die Papierbahn einer Konvektionstrocknung unterworfen, da diese Art der Nachtrocknung besonders raum- und kostensparend ist. Es sind aber auch andere Trocknungsarten, beispielsweise eine Strahlungstrocknung mittels Infrarotstrahlung, oder eine Kontakttrocknung verwendbar, wobei letztere mittels beheizter Zylinder durchgeführt werden kann.In a preferred embodiment, v / uring the drying process the paper web is subjected to convection drying, as this type of post-drying is particularly space and is cost-saving. But there are also other types of drying, for example radiation drying using infrared radiation, or contact drying can be used, the latter being able to be carried out by means of heated cylinders.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 7 gelöst.The invention is also based on the object of providing a cost-effective To create apparatus for performing the method according to the invention. This object is achieved according to the invention the features of claim 7 solved.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Konvektionstrockner längs der Durchlaufstrecke der Papierbahn mehrere im wesentlichen gegeneinander gerichtete Luftströme erzeugende Düsenpaare auf.In a preferred embodiment, the convection dryer along the passage of the paper web several im essentially oppositely directed air streams generating pairs of nozzles.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Ansicht einen Kalander mit nachgeordnetem Konvektionstrockner.In the following the invention is explained in detail with reference to an embodiment shown in the drawing. the The single figure shows a schematic view of a calender with a downstream convection dryer.

In einen als Ganzes mit 1 bezeichneten Verdichtungskalander bekannter Bauart wird eine Papierbahn 2 mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der zwischen 15 % und 25 % beträgt, eingeführt, wobei der Durchlauf durch den Kalander in bekannter Weise am obersten Walzenspalt beginnt. Der Verdichtungskalander 1 hat 15 Arbeitswalzen. Seine Metallwalzen sind mit Dampf beheizt. Der einstellbare Liniendruck beträgt bis zu 500 kNm.A paper web 2 with a moisture content of between 15 % and 25 % is introduced into a known type of compression calender, denoted as a whole by 1, the passage through the calender beginning in a known manner at the top nip. The compaction calender 1 has 15 work rolls. Its metal rollers are heated with steam. The adjustable line pressure is up to 500 kNm.

Die Beheizung der Walzen und insbesondere die Arbeitsgeschwindigkeit des Verdichtungskalanders 1 sind so gewählt, daß die Papierbahn den Kalander mit einem Trockenge-halt von etwa 10 % verläßt.The heating of the rollers and, in particular, the working speed of the compacting calender 1 are chosen so that the paper web leaves the calender with a dry content of about 10%.

Die Papierbahn 2 wird unmittelbar nach dem Austritt aus dem Verdichtungskalander 1 in einen als Ganzes mit 3 bezeichneten Konvektionstrockner eingeführt, der, wie die Figur 1 zeigt, im Ausführungsbeispiel unmittelbar neben dem Kalandergerüst unter der Bühne 4 angeordnet ist, auf dem sich die Lagerungsvorrichtung für die Rolle befindet, von der die in den Verdichtungskalander 1 einlaufende Papierbahn 2 abgezogen wird. The paper web 2 is immediately after exiting from the Compaction calender 1 introduced into a convection dryer designated as a whole with 3, which, as FIG. 1 shows, in Embodiment right next to the calender stand below the stage 4 is arranged, on which the storage device for the roll is located, from which the paper web 2 entering the compaction calender 1 is drawn off.

Der Konvektionstrockner 3 enthält längs der geradlinigen Durchlaufstrecke mehrere Düsenpaare, die aus je einer Düse 5, die gegen die Unterseite der Papierbahn 1 gerichtet ist, und einer Düse 6, die gegen die Oberseite der Papierbahn gerichtet ist, bestehen. Diese Düsen 5 und 6 richten Heißluftströme gegen die Papierbahn, durch u/elche die Papierbahn geführt und ihr Feuchtigkeitsgehalt bis zu der gewünschten Restfeuchte vermindert wird, die beispielsweise 6 % beträgt. Nach dem Austritt aus dem Konvektionstrockner 3 wird die Papierbahn wieder aufgewickelt. Sie hat nicht nur die gewünschte hohe Verdichtung, sondern auch eine Glätte, wie sie bisher bei Naturpapier nicht erreicht werden konnte.The convection dryer 3 contains several pairs of nozzles along the straight passage, each consisting of a nozzle 5, which is directed against the underside of the paper web 1, and a nozzle 6, which is directed against the upper side of the paper web. These nozzles 5 and 6 direct hot air currents against the paper web, through which the paper web is guided and its moisture content is reduced to the desired residual moisture, which is 6 % , for example. After exiting the convection dryer 3, the paper web is wound up again. Not only does it have the required high degree of compression, but also a smoothness that could not previously be achieved with natural paper.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.All of the features mentioned in the above description, as well as those that can only be derived from the drawing, are as Further embodiments are constituent parts of the invention, even if they are not particularly emphasized and in particular not in the claims are mentioned.

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Claims (9)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Veredeln von Papier, bei dem eine Papierbahn durch wenigstens einen Walzenspalt, in dem auf sie ein Druck ausgeübt wird, hindurchgeführt und die Feuchtigkeit der Papierbahn auf einen Endwert vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn mit einer über dem Endwert der Feuchtigkeit liegenden Feuchte aus dem Walzenspalt oder dem letzten der Walzenspalte herausgeführt und danach zur Reduzierung der Feuchtigkeit auf den Endwert beim Durchlauf durch eine Trocknungseinrichtung einem Trocknungsprozeß ausgesetzt u/ird.1. A method for finishing paper, in which a paper web through at least one nip in which on it a pressure is exerted, passed through and the moisture of the paper web is reduced to a final value, characterized in that, that the paper web with a moisture above the final value of the moisture from the nip or the last of the nips and then to reduce the moisture to the final value during passage exposed to a drying process by a drying device. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Durchlauf der Papierbahn durch einen Kalander mit einer das Erreichen des Endwertes der Feuchte beim Austritt gestattenden Anzahl von Walzen, von denen ein Teil beheizt ist, zur Erzielung einer über dem Endwert der Feuchte liegenden Feuchtigkeitsgehalt der Papierbahn beim Austritt aus dem Kalander dessen Arbeitsgeschwindigkeit entsprechend erhöht wird.2. The method according to claim 1, characterized in that when the paper web passes through a calender with a number of rollers that allows the final value of the moisture to be reached at the exit, some of which is heated, in order to achieve a moisture content of the paper web which is above the final value of the moisture content when exiting the calender whose operating speed is increased accordingly. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauf der Papierbahn durch den Walzenspalt oder die Walzenspalte bei einem verminderten Liniendruck erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the passage of the paper web through the nip or the nip takes place with a reduced line pressure. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauf der Papierbahn durch den Walzenspalt oder die Walzenspalte bei einer verminderten Temperatur der Walzen erfolgt.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the passage of the paper web through the roller gap or the roller gap takes place at a reduced temperature of the rollers. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er/ieJung eines über dem Endwert der Feuchte liegenden Feuchtigkeitsgehalts der Papierbahn bei deren Austritt aus dem letzten Walzenspalt eine Vorrichtung mit einer verkleinerten Anzahl von Walzenspalten eingesetzt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized marked that to he / ieJung one above the final value the moisture content of the paper web whose exit from the last nip used a device with a reduced number of nips will. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbahn während des Trocknungsprozesses einer Konvektionstrocknung unterworfen \i/ird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the paper web during the drying process subjected to convection drying. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer als Verdichtungskalander (1) oder als Satinierkalander oder als Glättwerk ausgebildeten Einrichtung eine Trocknungseinrichtung (3) nachgeordnet ist.7. Device for performing the method according to Claim 1, characterized in that one is used as a compaction calender (1) or as a satin finishing calender or as a smoothing unit trained device a drying device (3) is arranged downstream. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungseinrichtung als Konvektionstrockner (3) ausgebildet ist.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the drying device as a convection dryer (3) is trained. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Konvektionstrockner (3) längs der Durchlaufstrecke der Papierbahn mehrere im wesentlichen gegeneinander gerichtete Luftströme erzeugende Düsenpaare (5, 6) aufweist.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the convection dryer (3) along the passage section the paper web has several pairs of nozzles (5, 6) which are essentially directed towards one another and which generate air flows.